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并联磁路式切向结构汽车用混合励磁发电机设计与研究

作　者: 臧利国
导　师: 张学义
学　校: 山东理工大学
专　业: 车辆工程
关键词: 汽车混合励磁发电机并联磁路稳压控制有限元分析
分类号: TM31
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

混合励磁发电机既具有永磁发电机质量轻、损耗小、效率高的优点,又具有电励磁发电机良好的电磁调节特性和低速性能,在汽车电源系统领域内有着重要的应用价值。根据磁路关系分析了串联磁路式、并联磁路式混合励磁发电机的多种拓扑方案,对比分析爪极式、径向励磁、盘式、切向励磁四种转子结构,提出了磁路相互独立、可避免永磁体不可逆退磁的永磁与电磁并联磁路式切向结构混合励磁发电机的结构设计方案,并从电动势平衡方程角度阐述了发电机的上作原理。建立了发电机的磁通源等效磁路和磁动势等效磁路的数学模型,利用磁场有限元软件ANSYS/Magnetic-Nodal对发电机永磁磁场、电励磁磁场、混合励磁磁场的磁力线、磁通密度矢量、磁通密度模值的分布和电磁调节特性进行了仿真分析和数值计算,验证了发电机设计方案的可行性。以电励磁磁场能够完全控制永磁磁场为设计原则对主发电机部分和辅助电励磁部分的转子进行了电磁设计,对定子、定子绕组、端盖及风扇等零部件进行了结构设计。在综合分析混合励磁发电机单片机控制器、DSP控制器和模拟电路控制器工作特点的基础上,设计了由基准电路、比较电路、控制电路和触发电路组成的稳压控制器。对设计样机的空载特性、外特性、调节特性、励磁电流和电动势关系的试验数据曲线进行了分析,稳压效果和低速供电特性良好,满足国家标准要求。

并联磁路式切向结构汽车用混合励磁发电机设计与研究

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